巷柱式採煤法的介紹
在我國,採煤法有長壁與短壁之分,其中短壁採煤法是柱式體系採煤法的總稱。短壁採煤法包括:房式採煤法、房柱式採煤法、巷柱(切塊)式採煤法等。巷柱式採煤法在我國鄉鎮煤礦和印度井工煤礦套用的最廣,也是短壁採煤法中最具代表性的一種。
巷柱式採煤法是在採區(盤區)範圍內,首先開掘大量沿走向及傾斜的巷道,將煤層切割成較大的方形或矩形煤柱[如(20~30)m×(20~30)m],然後有計畫地回採這些煤柱。回收這些煤柱可用手工、鑽眼爆破、連續採煤機落煤,裝運煤炭可用人工及礦車、小型刮板輸送機、側裝機和梭車、鏟車等設備。巷道多用錨桿支護,採用留小煤柱的方式支撐頂板。
巷柱式採煤法巷道布置及參數
通常把4—5個以上的煤柱組成一組同時掘進,煤巷寬4—6m,煤柱中心距為20~40m,每隔25~60m用聯絡巷貫通,形成(15~35)m×(20~55)m的方形或矩形煤柱。煤巷掘到預定長度後,即可後退回收煤柱。巷柱式採煤法典型巷道布置如圖1—1所示。
巷柱式採煤法的工藝系統
1.傳統工藝系統
巷柱式採煤法傳統的工藝系統如圖1—2所示,它包括爆破落煤、裝載機及梭車一帶式輸送機。傳統方法是每一工作面分4道工序進行作業,即工作面鑽眼、爆破、裝煤和安裝頂板錨桿。
2.煤柱回收時的通風系統
煤柱回收時的通風系統如圖1—3所示。後退式回收煤柱時,通風系統可有兩種方案:第一種是不留設風道;第二種是留設風道,此方案套用較普遍,通風條件較好。
3.煤柱回收時的放頂線
回收煤柱應嚴格按次序進行,並使煤柱回收放頂線呈直線布置。避免某塊煤柱超出線外而形成集中壓力,造成頂板事故。在採用爆破落煤,裝載機一帶式輸送機工藝系統方式時,多採用45°煤柱回收放頂線,如圖1-4所示。
煤柱回收方式
煤柱回收方式很多,具體採用何種方式與回採工藝、煤柱尺寸和圍岩條件等有關。圖1—5所示為開端式回收煤柱,適用於傳統回採方式。為了便於各工序平行作業,需多煤柱同時作業進行交叉回收。先在待回採煤柱內沿採空區一側采出一條煤,而後按通常方式支護頂板,並且要在鄰近採空區處用木支柱、木垛或單體液壓支柱加強支護。這一條煤采完後,可以在遠處移掉沿著採空區邊緣架設的支柱以使頂板垮落,防止頂板重壓移至這塊煤未采的部分。一般是在煤柱相鄰兩側交替采掉一條煤,次序如圖1—5所示。
巷柱式採煤法的優點與套用條件
與長壁採煤法相比,巷柱式採煤法具有採掘合一、建設期短、出煤快,建井及設備投資少、設備運轉靈活、搬遷快,巷道壓力小、便於維護、出矸量少,留設煤柱可在建築物、鐵路和水體下採煤,全員效率較高的優點。同時,巷柱式採煤法也存在回收率低、通風條件差、產量和效率低、勞動強度大、安全性差等缺點。
巷柱式採煤法適用於以下條件:開採深度較淺,近水平薄及中厚煤層,頂板中等穩定以上,底板較平整、不太軟、無積水,煤質較硬,瓦斯含量少,煤層不易自燃,非近距煤層組,不規則的邊角煤,以及採區(盤區)上山護巷煤柱等。